高中物理弹力教案 高中物理弹力教案及反思
高中物理摩擦力教案设计
(2)火车转弯时的向心力是车轨与车轮间的挤压提供的.(×)两个相互接触并挤压的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做摩擦力。接下来是我为大家整理的高中物理摩擦力教案设计,希望大家喜欢!
高中物理弹力教案 高中物理弹力教案及反思
高中物理弹力教案 高中物理弹力教案及反思
高中物理摩擦力教案设计一
知识技能 1、知道摩擦力的存在和对物体运动的作用;
2、知道决定摩擦力大小的因素;
3、知道摩擦在生活中的应用与防止 过程
方法 1、观察有关摩擦现象;
2、经历探究摩擦力大小与什么因素有关的实验过程;
3、经历制定和设计实验的过程,学习控制变量的方法;
态度 1、通过对摩擦的分析,激发用基础知识解决实际问题的热情,养成用所学知识联系生活、生产问题的习惯;
2、通过对摩擦力的利与弊的分析,养成辩证看问题的好习惯。 教学重点 学生经历探究“影响滑动摩擦力的大小的因素”的全过程;了解生活中的摩擦现象。 教学难点 摩擦力方向的判断、滑动摩擦力大小的测量方法、探究表格的设计和实验结论的归纳。 教学用具 试验用具:小车,弹簧测力计,大砝码,纸,棉布等,长木板。
大米和杯子。 教材分析 本节课是在学生具备了一定的力学基础知识的基础上设计的,在重力,弹力,平衡力之后,是力学中比较靠后的知识体系。本节课重在用实验探究研究影响滑动摩擦力的几个因素。 学情分析 对摩擦现象,学生具有丰富的感性认识,本课使学生对摩擦力的认识更深刻一些。摩擦力一节是在学生已经储备了一定的力学知识之后,具有了一定的科学研究方法的基础上进行的新课。 教 学 过 程 设 计 教学内容及教师活动 学生活动 设计意图 一、引入新课
1、演示实验:趣味实验
1)不用力推时,小车静止,水平方向受力分析。
2)用一定的力拉小车,小车未移动。
提问:小车处于什么状态?水平方向受哪些力作用?
3)滑动的小车在桌面上停下来
提问:小车运动状态是否改变?改变的原因是什么?
4)滚动的小车在桌面停下来的原因是什么? 学生观察回答
生:水平方向不受力的作用,所以处于静止状态。
生:静止状态。在水平方向拉力和阻力作用。
生:由运动到静止,运动状态发生改变,是受到阻力的作用。
生:小车受到阻力(讨论、回答) 通过提问问题,学生对物体运动状态变化的原因分析,引出“摩擦力的存在”。演示实验调动学生的兴趣,吸引学生的注意力。 二:进行新课
(一)摩擦力的分类
教师语言学生分析上述摩擦现象。
2,3,4中摩擦力分别是什么摩擦力?
板书:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。
(二)摩擦力的产生
1、学生体验:摩擦力产生条件
学生实验:
手在桌面上滑动(滑动摩擦)
滑而不动(静摩擦)平放不动(无摩擦)
2、教师点拨:
两个互相接触的物体,当它们有相对运动时或相对运动趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动或趋势的力,这种力叫做摩擦力。
(三)摩擦力的三要素
1、摩擦力的作用点——接触面上。
2、摩擦力的方向——与相对运动方向或运动趋势的方向相反。
3、摩擦力的大小
静摩擦:
演示:用弹簧测力计拉小车,小车静止。
提问:此时小车在水平方向受哪些力的作用?这两个力有什么特点?
静止时,在水平方向上合力为零。即弹簧测力计的示数为摩擦力的大小。
教师演示测量过程。
(四)、滑动摩擦力的大小与什么因素有关?
1提出问题:
创设情境:推动地面上的箱子时,箱子越重,越费力,地面越粗糙,越费力,可见,影响滑动摩擦力的因素有什么呢?
2 归纳学生的猜想:
滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度、接触面所受压力(重力)、接触面的大小……有关
(教师说明,水平面受到3任何关闭了发动机又不受阻力的飞行器中,都是一个完全失重的环境.的压力等于物体重力)
3 设计实验:
提出问题1:摩擦力可能跟这些因素有关,要研究跟其中一个因素的关系应该采用什么方法进行研究?
高中物理摩擦力教案设计二
一、教学目标
1.认识静摩擦、滑动摩擦力,和它们的产生条作及其作用效果,会判断它们的方向
2.根据物体的平衡条件简单地计算静摩擦力的大小。
3.能运用滑动摩擦力公式来计算滑动摩擦力
二、教学重点
1.静摩擦力产生的条件及规律以及静摩擦力方向的判断。
2.正确理解静摩擦力的概念。
3.滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断。
三、教学难点
1.静摩擦力有无的判断和静摩擦力方向的判断。
2.静摩擦力大小的简单计算。
四、 教学方法
分析归纳、实验探究、体会参与、练习巩固
实验器材:木块、弹簧秤、砝码、粗糙木板
六、教学过程
①用弹簧秤水平拉木块,逐渐增大拉力,静摩擦力有何变化?与弹簧秤拉力读数有何关系?依据是?
②观察弹簧秤拉力增大到什么程度木块刚被拉动?(引入静摩擦力)
③木块被拉动后匀速运动,根据初中学过的知识,这时受到的摩擦力叫滑动摩擦力,如何读出滑动摩擦力的大小?
④对比静摩擦力与滑动摩擦力的大小有何关系?
⑤在木块上增加砝码,对静摩擦力有没有影响?
实验后小组讨论学习本节的主要目的是为了掌握并会应用动量守恒定律这一应用广泛的自然规律,要达到这一目的,每个学生就需要正确理解其成立的条件和使用的特点。而动量又是矢量,因此,确定本节的教学重点和难点为:(1)掌握动量守恒定律及其成立的条件。(2)动量守恒定律的矢量性。,归纳规律,教师学生得出静摩擦力产生的条件:
a.互相接触且挤压
b.接触面粗糙且双方有相对运动
以及静摩擦力大小和静摩擦力大小的规律
滑动摩擦力
引入:a. 刚才的实验可观察到滑动摩擦力是一个怎样的力?(学生归纳滑动摩擦力是两个互相接触的物体有相对运动,物体之间存在着的摩擦力)
b. 刚才的实验给我们暗示了一个测量滑动摩擦力大小的方法,是什么?
通过上述实验得出:
高中物理摩擦力教案设计三
教学目标
(一)知识与技能
1、知道滑动摩擦力概念及产生的条件,会判断滑动摩擦力的方向。
2、知道滑动摩擦力的大小跟什么因素有关,明确滑动摩擦力跟压力成正比。知道滑动摩擦因数会计算滑动摩擦力。
3、知道静摩擦力概念及产生的条件,能够根据二力平衡计算静摩擦力的大小,会判决静摩擦力的方向,知道静摩擦力。
(二)过程与方法
1.培养学生通过实验分析,概括 总结 物理规律的能力.
2.渗透物理研究的一般方法:提出问题――猜想与设――实验探究――合理外推――分析论证――得出结论――总结规律――实验验证.
(三)情感、态度与价值观
1.鼓励合作探究,促进合作学习,发扬团队精神.
2.体验科学发现的乐趣,鼓励科学探究,增强学生学以致用的意识和信心.
教学重点
1.滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断.
2.静摩擦力的有无的判断以及静摩擦力方向的判断.
3.静摩擦力产生的条件及规律,正确理解静摩擦力的概念.
教学难点
1.静摩擦力有无的判断和静摩擦力方向的判断.
2.静摩擦力大小的简单计算.
教学方法
实验探究法
教具准备
多媒体教学课件、长方体木块(每组3块)、弹簧秤、毛巾;玻璃板、毛刷(两个学生一组).身边的物体(例如水杯、黑板擦、钢笔、橡皮、讲桌等物体)
教学过程
一、引入新课
实验导入:用手握住水杯。开始问学生水的受力情况,学生进而分析。水杯受两个力,重力和手对它的摩擦力。重力和摩擦力是平衡力。力的方向竖直向下,摩擦力和重力大小相等,方向相反,所以在这个问题中摩擦力的方向竖直向上。
复习初中内容, 引入新课。
二、新课教学
(一)静摩擦力
【实验探究】
(1)用弹簧测力计水平地拉静止在水平桌面上的木块,逐渐增大拉力,直到木块运动为止.观察在此过程中弹簧测力计的示数变化,
并将实验数据填入表格中.
(2)在木块上增加砝码,重复上述实验,将实验数据填入表中. 多媒体投影表格(参考表格)
实验数据记录表
。重点分析:相对运动趋势,及方向
在相互接触的的俩物体间,如果有了相对运动趋势,在接触面上有阻碍相对运动趋势的力,这个力叫做静摩擦力。
2.
学生分析物块受力情况:通过刚才的探究过程,你认为两个物体间在什么情况下能够产生静摩擦力呢?
学生得出概念:静摩擦力产生的条件:
① 物体接触,且接触面都粗糙。
② 两物体间有相互作用的弹力。
③ 两物体接触面有相对运动趋势。
3 探究静摩擦力的方向
学生体验:将手用力压在桌面上往前推,但是手未动,感觉如何? 分析探究:刚才实验过程中,木块受到了水平的拉力,物体的运动趋势方向向哪?静摩擦力的方向应该向哪?与运动趋势方向有什么关系?
指导总结:静摩擦力的方向总是沿着接触面,与相对运动趋势相反。
点拨难点:
1、静摩擦力总沿着接触面,如果是曲面应该怎么理解呢?
2、静摩擦力产生于相对静止又有相对运动趋势的物体之间,怎么理解“趋势”呢?又怎么判断运动趋势的方向呢?
3、受静摩擦力的物体一定是相对地静止么?相对静止是
对地静止么?让学生举例说明。
[学以致用]:出示课堂练习:画出物体受到的静摩擦力。
(提问):力既有方向也有大小,那么静摩擦力的大小怎么样呢?
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求高中物理有关“弹力的定义”知识点分享。
通过本节课的探讨学习,我们知道了:弹力是产生在相互接触并产生了弹性形变的两个物体之间。
【】-mgscosαsinα,0,mgscosαsinα,0发生弹性形变的物体,在恢复形状的过程中对施力物体产生的与形变方向相反的力,就是弹力。
弹力大小与形状量成正比,与形变物体的材料有关。
所有产生弹性形变的物体均可以产生弹力,有的形变量可以看到,有的物体形变量微小,难以看到。
因此,压力、支持力、推力、拉力在本质上都叫弹力。
1、弹力的定义:弹力亦称弹性力。物体受外力作用发生形变后,若撤去外力,物体能恢复原来形状的力,叫作弹力。它的方向跟使物体产生形变的外力的方向相反。
2、弹力的方向
(1)轻绳的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向。
(2)压力、支持力的方向总跟接触的面垂直,面与面接触,点与面接触
(3)二力杆高二物理《动量守恒定律》教案件(即只有杆的两端受力
(4)杆:弹力方向是任意的,由它所受外力和运动状态决定。
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弹力的定义:发生形变的物体,由于要恢复原状,要对跟它接触的物体产生力的作用。这种作用叫弹力。可以考察弹力的范围。比如压力、张力、浮力等。
定义:物体受外力作用发生形变后,若撤去外力,物体能恢复原来形状的力,叫作“弹力”。它的方向跟使物体产生形变的外力的方向相反。
高中物理必修2《向心力》教案
在冰面或湿滑的路面上,人跑几步后,若不再跑动,会在冰面上或湿滑的路面上滑行一段距离后停止;缓慢抽出压在重物下的纸条时,手要持续用力,同时重物会跟着纸条移动一段距离;擦黑板时,黑板对黑板擦有阻碍作用。高中物理必修2《向心力》教案 教学目标
摩擦力是力学中的三大性质力之一,是高中力学的一个重点,也是难点。正确认识摩擦力对整个力学知识框架的搭建起着至关重要的作用。在摩擦力这节课中,重点是研究滑动摩擦力,要求会计算其大小和判断其方向;难点是静摩擦力,尤其是静摩擦力方向的判断。教师要试图将学生初中学过的相关概念与本节的内容有机地融合在一起。教学中要力图从两种摩擦力的区别与联系出发,让学生从摩擦力产生的条件、影响摩擦力大小的因素、范围及其计算来理解两种摩擦力的异同,通过探究实验去加深巩固。(1)理解向心力的概念及其表达式的确切含义;
(2)知道向心力大小与哪些因素有关,并能用来进行计算;
(3)知道在变速圆周运动中,可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度。
2、过程与方法
(1)通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关,并具体“做一做”来理解公式的含义。
(2)进一步体会力是产生加速度的原因,并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点。
(1)在实验中,培养学生动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。
(2)感受成功的快乐,体会实验的意义,激发学习物理的兴趣。
教学重难点
教学重点:体会牛顿第二定律在向心力上的应用;明确向心力的意义、作用、公式及其变形。
教学难点:圆锥摆实验及有关物理量的测量;如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、新课导入
我们学习、研究了圆周运动的运动学特征,知道了如何描述圆周运动.知道了什么是向心加速度和向心加速度的计算公式,这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征.
观察图中的几幅,并根据图做水流星实验,让学生自己体验实验中力的变化,考虑一下为什么做圆周运动的物体没有沿着直线飞出去而是沿着一个圆周运动.
前三幅图可以看出物体之所以没有沿直线飞出去是因为有绳子在拉着物体,而第四幅图是太阳系各个行星绕太阳做圆周运动是由于太阳和行星之间有引力作用,是太阳和行星之间的引力使各个行星绕太阳在做圆周运动.如果没有绳的拉力和太阳与行星之间的引力,那么这些物体就不可能做圆周运动,也就是说做匀速圆周运动的物体都会受到一个力,这个力拉着物体使物体沿着圆形轨道在运动,我们把这个力叫做向心力.
二、向心力
(1)定义
做匀速圆周运动的物体具有向心加速度,是由于它受到了指向圆心的合力,这个合力叫做向心力.
(2)公式:
(3)方向
向心力的方向始终指向圆心,由于方向时刻改变,所以向心力是变力.
(4)效果力
2.思考判断
(1)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是恒力.(×)
(2)向心力和重力、弹力一样,是性质力.(×)
(3)向心力可以由重力或弹力等来充当,是效果力.(√)
3.探究交流
如图所示,细线下面悬挂一个钢球,用手带动钢球,使它在某个水平面内做圆周运动,组成一个圆锥摆.试分析其向心力来源.
【提示】钢球在水平面内做圆周运动,其受力如图所示,重力mg和拉力FT的合力提供向心力,Fn=mgtan θ
三、变速圆周运动和一般曲线运动
(1)变速圆周运动
变速圆周运动所受合外力一般不等于向心力,合外力一般产生两个方面的效果:
①合外力F跟圆周相切的分力Ft,此分力产生切向加速度at,描述速度大小变化的快慢.
②合外力F指向圆心的分力Fn,此分力产生向心加速度an,向心加速度只改变速度的方向.
(2)一般曲线运动的处理方法
一般曲线运动,可以把曲线分割成许多很短的小段,每一小段可看作一小段圆弧.圆弧弯曲程度不同,表明它们具有不同的半径.这样,质点沿一般曲线运动时,可以采用圆周运动的分析方法进行处理.
2.思考判断
(1)圆周运动中指向圆心的合力等于向心力.(√)
(2)圆周运动中,合外力等于向心力.(×)
(3)向心力产生向心加速度.(√)
3.探究交流
如图所示,荡秋千是小朋友很喜欢的游戏,当秋千由上向下荡时,
(1)此时小朋友做的是匀速圆周运动还是变速圆周运动?
(2)绳子拉力与重力的合力指向悬挂点吗?
(1)秋千荡下时,速度越来越大,做的是变速圆周运动.
(2)由于秋千做变速圆周运动,合力既有指向圆心的分力,又有沿切向的分力,所以合力不指向悬挂点.
四、实验:用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1.实验与探究:请同学们阅读教材“实验”部分,思考下面的问题:
(1)实验器材有哪些?
(2)简述实验原理,怎样达到验证的目的?
(3)实验过程中要注意什么?如何保证小球在水平面内做稳定的圆周运动,测量哪些物理量,记录哪些数据?
(4)实验过程中产生误的原因主要有哪些?
2.认真阅读教材,思考问题,找学生代表发言,听取学生的见解,点评、总结。
交流与讨论:实验的过程中,多项测量都是粗略的,存在较大的误,用两个方法得到的力并不严格相等。通过实验还体会到,向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样具有某种性质的力来命名的,它是效果力,是按力的效果名的,在圆锥摆实验中,向心力是小球重力和细线拉力的合力,还可以理解为是细线拉力在水平面内的一个分力。
有一个改进的实验,其装置如图所示,让小球在刚好要离开锥面的情况下做匀速圆周运动,我认为利用该装置可以使测量值减少误。
五、向心力的大小、方向和来源
【问题导思】
1.向心力大小的计算公式有哪些?
2.向心力的效果、方向怎样?
3.物体随水平转盘做匀速圆周运动时,哪个力提供向心力?
1.向心力的作用效果
由于向心力始终指向圆心,其方向与物体运动方向始终垂直,故向心力不改变线速度的大小,只改变线速度的方向.
2.大小
对于匀速圆周运动,向心力大小始终不变,但对非匀速圆周运动(如用一根绳拴住小球绕固定圆心在竖直平面内做的圆周运动),其向心力大小随速率v的变化而变化,公式表述的只是瞬时值.
3.方向
无论是否为匀速圆周运动,其向心力总是沿着半径指向圆心,方向时刻改变,故向心力是变力.
4.来源
(1)向心力可以由某一个力提供.
①弹力提供向心力
如用细绳拴住小球在光滑的水平面内做匀速圆周运动,向心力由绳子的拉力提供(如图所示).
②摩擦力提供向心力
如物体随转盘做匀速圆周运动,且物体相对于转盘静止,向心力由转盘对物体的静摩擦力提供(如图所示).
(3)向心力可以由某个力的分力提供.
如小球在细线作用下,在水平面内做圆锥摆运动时,向心力由细线的拉力在水平面内的分力提供,如图乙.
例:如图所示,小物体m与圆盘保持相对静止,随盘一起做匀速圆周运动,则物体的受力情况是()
A.受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用
B.摩擦力的方向始终指向圆心O
C.重力和支持力是一对平衡力
D.摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力
【审题指导】(1)向心力是效果力,受力分析时不考虑向心力.
(2)向心力的方向始终指向圆心.
【】BCD
六、匀速圆周运动的特点及解题方法
【问题导思】
1.匀速圆周运动的特点是什么?
2.如何求匀速圆周运动的向心力?
3.质点做匀速圆周运动的条件是什么?
1.质点做匀速圆周运动的条件
合力的大小不变,方向始终与速度方向垂直且指向圆心.匀速圆周运动是仅速度的方向变化而速度大小不变的运动,所以只存在向心加速度,因此向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合力.
2.匀速圆周运动的三个特点
(1)线速度大小不变、方向时刻改变.
(2)角速度、周期、频率都恒定不变.
(3)向心加速度和向心力的大小都恒定不变,但方向时刻改变.
3.分析匀速圆周运动的步骤
(1)明确研究对象,对研究对象进行受力分析,画出受力示意图.
(2)将物体所受外力通过力的正交分解,分解到沿切线方向和沿半径方向.
(3)列方程:沿半径方向满足F合1=
,沿切线方向F合2=0.
(4)解方程求出结果.
误区警示
1.在解决匀速圆周运动的过程中,要知道物体圆形轨道所在的平面,明确圆心和半径是解题的一个关键环节.
2.列方程时要区分受到的力和物体做圆周运动所需的向心力,利用题目条件灵活运用向心力表达式.
4. 匀速圆周运动解题策略
(1)知道物体做圆周运动轨道所在的平面,明确圆心和半径是解题的一个关键环节.
(2)分析清楚向心力的来源,明确向心力是由什么力提供的.
(3)根据线速度、角速度的特点,选择合适的公式列式求解.
例:(2013·江苏高考)如图所示,“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上.不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说确的是()
A.A的速度比B的大
B.A与B的向心加速度大小相等
C.悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等
D.悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小
七、变速圆周运动和一般曲线运动中的向心力
变速圆周运动中合力的特点
例:如图所示,一小球用细绳悬挂于O点4、学会设计表格、分析实验现象、归纳实验结论的一般方法。 情感,将其拉离竖直位置一个角度后释放,则小球以O点为圆心做圆周运动,运动中小球所需的向心力是()
A.绳的拉力
B.重力和绳拉力的合力
C.重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力
D.绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力
【】CD
八、圆周运动中的临界问题
1、确定临界条件:找出临界条件是解决这类极值问题的关键
2..临界问题的分析方法
(1)首先明确物理过程,对研究对象进行正确的受力分析
(2)确定向心力,根据向心力公式列出方程
(3)由方程中的某个力的变化与速度变化的对应关系,从而分析找到临界值.
例:原长为L的轻弹簧一端固定一小铁块,另一端连接在竖直轴OO′上,小铁块放在水平圆盘上,若圆盘静止,把弹簧拉长后将小铁块放在圆盘上,使小铁块能保持静止的弹簧的长度为5L/4.现将弹簧长度拉长到6L/5后,把小铁块放在圆盘上,在这种情况下,圆盘绕中心轴OO′以一定角速度匀速转动,如图所示.已知小铁块的质量为m,为使小铁块不在圆盘上滑动,圆盘转动的角速度ω不得超过多少?
【】2.9 rad/s≤ω≤6.5 rad/s
点评:本题的临界条件是:当ω足够大时,小铁块与圆盘间的静摩擦力增大到静摩擦力,由于静摩擦力是被动力,当外界条件发生改变时,静摩擦力的大小和方向随之改变.本题中,先根据条件确定静摩擦力,再根据临界状态确定弹簧弹力与静摩擦力的合力提供向心
高中物理必修2《生活中的圆周运动》教案
五、教学仪器高中物理必修2《生活中的圆周运动》教案 教学目标
(1)知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度,它就是圆周运动的物体所受的向心力.会在具体问题中分析向心力的来源。
(2)能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例。
(3)知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动,会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度。
2、过程与方法
(1)通过对匀速圆周运动的实例分析,渗透理论联系实际的观点,提高学生分析和解决问题的能力。
(2)通过匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用,渗透特殊性和一般性之间的辩证关系,提高学生的分析能力。
(3)通过对离心现象的实例分析,提高学生综合应用知识解决问题的能力。
(1)通过对几个实例的分析,使学生明确具体问题必须具体分析,理解物理与生活的联系,学会用合理、科学的方法处理问题。
(2)通过离心运动的应用和防止的实例分析.使学生明白事物都是一分为二的,要学会用一分为二的观点来看待问题。
(3)养成良好的思维表述习惯和科学的价值观。
教学重难点
教学重点:理解向心力是一种效果力;在具体问题中能找到是谁提供向心力的,并结合牛顿运动定律求解有关问题。
教学工具
多媒体、板书
教学过程
新课导入
生活中的圆周运动到处可见,如运动物体转弯问题,汽车、火车、飞机、自行车、摩托车的转弯,只要你注意观察,高速公路、的弯道处,都做成外高内低的路面,自行车、摩托车拐弯时都要倾斜车身……你知道这是什么原因吗?
一、的弯道
(1)火车在弯道上的运动特点
火车在弯道上运动时做圆周运动,具有向心加速度,由于其质量巨大,因此需要很大的向心力.
(2)转弯处内外轨一样高的缺点
如果转弯处内外轨一样高,则由外轨对轮缘的弹力提供向心力,这样铁轨和车轮极易受损.
(3)弯道的特点
①转弯处外轨略高于内轨.
②铁轨对火车的支持力不是竖直向上的,而是斜向弯道内侧.
③铁轨对火车的支持力与火车所受重力的合力指向轨道的圆心,它提供了火车以规定速度行驶时的向心力.
2.思考判断
(1)火车弯道的半径很大,故火车转弯需要的向心力很小.(×)
(3)火车通过弯道时具有速度的限制.(√)
探究交流
除了火车弯道具有内低外高的特点外,你还了解哪些道路具有这样的特点?
【提示】有些道路具有外高内低的特点是为了增加车辆做圆周运动的向心力,进而提高了车辆的运动速度,因此一些项目的赛道的弯道要做得外高内低,比如汽车、摩托车、自行车赛道的弯道,高速公路的拐弯处等.
二、拱形桥
2.思考判断
(1)汽车在水平路面上匀速行驶时,对地面的压力等于车重,加速行驶时大于车重.(×)
(2)汽车在拱形桥上行驶,速度较小时,对桥面的压力大于车重;速度较大时,对桥面的压力小于车重.(×)
(3)汽车过凹形桥底部时,对桥面的压力一定大于车重.(√)
探究交流
地球可以看做一个巨大的拱形桥,桥面半径等于地球半径,试讨论:地面上有一辆汽车在行驶,地面对它的支持力与汽车的速度有何关系?驾驶员有什么感觉?
【提示】根据汽车过凸形桥的原理,地球对它的支持力
这时驾驶员与座椅之间的压力为零.他有飞起来的感觉,所以驾驶员有失重的感觉.
三、航天器中的失重现象及离心现象
(1)航天器在近地轨道的运动
①对航天器,在近地轨道可认为地球的万有引力等于其重力,重力充当向心力,满足的关系为
②对航天员,由重力和座椅的支持力提供向心力,满足的关系为
航天员处于完全失重状态,对座椅压力为零.
③航天器内的任何物体之间均没有压力.
(2)对失重现象的认识
航天器内的任何物体都处于完全失重状态,但并不是物体不受地球引力.正因为受到地球引力的作用才使航天器连同其中的乘员做匀速圆周运动.
(3)离心运动
①定义:物体沿切线飞出或做逐渐远离圆心的运动.
②原因:向心力突然消失或外力不足以提供所需向心力.
2.思考判断
(1)绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员及所有物体均处于完全失重教学难点:具体问题中向心力的来源;关于对临界问题的讨论和分析;对变速圆周运动的理解和处理。状态.(√)
(2)航天器中处于完全失重状态的物体不受重力作用.(×)
(3)航天器中处于完全失重状态的物体所受合力为零.(×)
探究交流
雨天,当你旋转自己的雨伞时,会发现水滴沿着伞的边缘切线飞出(如图所示),你能说出其中的原因吗?
【提示】旋转雨伞时,雨滴也随着运动起来,但伞面上的雨滴受到的力不足以提供其做圆周运动的向心力,雨滴由于惯性要保持其原来的速度方向而沿切线方向飞出.
四、火车转弯问题
【问题导思】
1.火车转弯时,轨道平面是水平面吗?
2.火车转弯时,向心力是怎样提供的?
1.轨道分析
火车在转弯过程中,运动轨迹是一圆弧,由于火车转弯过程中重心高度不变,故火车轨迹所在的平面是水平面,而不是斜面.火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心.
2.向心力分析
如图所示,火车速度合适时,火车受重力和支持力作用,火车转弯所需的向心力阅读考点明确目标 第五章 机械能考点说明完全由重力和支持力的合力提供,合力沿水平方向,大小F=mgtan θ.
为弯道半径,θ为轨道所在平面与水平面的夹角,v0为转弯处的规定速度).
4.轨道压力分析
(1)当火车行驶速度v等于规定速度v0时,所需向心力仅由重力和弹力的合力提供,此时火车对内外轨道无挤压作用.
(2)当火车行驶速度v与规定速度v0不相等时,火车所需向心力不再仅由重力和弹力的合力提供,此时内外轨道对火车轮缘有挤压作用,具体情况如下:
①当火车行驶速度v>v0时,外轨道对轮缘有侧压力.
②当火车行驶速度v0时,内轨道对轮缘有侧压力.
误区警示
例:有一列重为100 t的火车,以72 km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道,轨道半径为400 m.(g取10 m/s2)
(1)试计算铁轨受到的侧压力大小;
(2)若要使火车以此速率通过弯道,且使铁轨受到的侧压力为零,我们可以适当倾斜路基,试计算路基倾斜角度θ的正切值.
(1)问中,外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力.
(2)问中,重力和铁轨对火车的支持力的合力提供火车转弯的向心力.
【】(1)105 N(2)0.1
总结
解决这类题目首先要明确物体转弯做的是圆周运动,其次要找准物体做圆周运动的平面及圆心,理解向心力的来源是物体所受合力.
五、竖直面内的圆周运动
【问题导思】
1.关于竖直面内的圆周运动,一般只讨论哪两种模型?
2.对“绳模型”,质点过点的临界条件是什么?
3.对“杆模型”,质点过点的临界条件是什么?
1.绳模型
小球在细绳作用下在竖直平面内做圆周运动,小球沿竖直光滑轨道内侧做圆周运动,都是绳模型,如图所示.
(1)向心力分析
①小球运动到点时受向下的重力和向下的绳子拉力(或轨道弹力)作用,由这两个力的合力充当向心力
②小球运动到点时受向下的重力和向上的绳子拉力(或轨道弹力)作用,由这两个力的合力充当向心力
(2)临界条件
小球恰好过点时,应满足弹
可得小球在竖直面内做圆周运动的临界速度
(3)点受力分析
2.杆模型
小球被一轻杆拉着在竖直平面内做圆周运动,小球在竖直放置的光滑细管内做圆周运动,都是杆模型,如图所示.
(1)向心力分析
②小球运动到点时受向上的杆(或轨道)弹力和向下的重力作用,由这两个力的合力充当向心力
(2)临界条件
由于杆和管能对小球产生向上的支持力,故小球能在竖直平面内做圆周运动的临界条件是运动到点时速度恰好为零.
(3)点受力分析
特别提醒
1.绳模型和杆模型中小球做的都是变速圆周运动,在点、点时由小球竖直方向所受的合力充当向心力.
2.绳模型和杆模型在点的受力特点是一致的,在点杆模型可以提供竖直向上的支持力,而绳模型不能.
例:长度为0.5 m的轻杆OA绕O点在竖直平面内做圆周运动,A端连着一个质量m=2 kg的小球.求在下述的两种情况下,通过点时小球对杆的作用力的大小和方向.(g取10 m/s2)
(1)杆做匀速圆周运动的转速为2.0 r/s;
(2)杆做匀速圆周运动的转速为0.5 r/s.
(1)球在点时,杆对小球的弹力有支撑力和拉力两种可能.
(2)要求出球在点时,杆恰好无弹力的转速,再进行列式分析.
【】
(1)小球对杆的拉力为138 N,方向竖直向上.
(2)小球对杆的压力为10 N,方向竖直向下.
六、离心运动
【问题导思】
1.离心现象的实质是什么?
2.物体什么时候才做离心运动?
3.离心运动与近心运动有什么区别?
1.离心运动的实质
离心现象的本质是物体惯性的表现.做圆周运动的物体,由于惯性,总是有沿着圆周切线飞出去的趋向,之所以没有飞出去,是因为受到向心力的作用.从某种意义上说,向心力的作用是不断地把物体从圆周运动的切向方向拉回到圆周上来.
2.离心运动的条件
做圆周运动的物体,提供向心力的外力突然消失或者合外力不能提供足够大的向心力.
3.离心运动、近心运动的判断
如图所示,物体做圆周运动是离心运动还是近心运动,由实际提供的向心力Fn与所需向心力
的大小关系决定
由以上关系进一步分析可知:原来做圆周运动的物体,若速率不变,所受向心力减少或向心力不变,速率变大,物体将做离心运动;若速度大小不变,所受向心力增大或向心力不变,速率减小,物体将做近心运动.
误区警示
1.物体做离心运动时并不存在“离心力”,“离心力”的说法是因为有的同学把惯性当成了力.
2.离心运动并不是沿半径方向向外远离圆心的运动.
例:如图所示,高速公路转弯处弯道圆半径R= m,汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ=0.25.若路面是水平的,问汽车转弯时不发生侧向滑动(离心现象)所许可的速率vm为多大?当超过v时,将会出现什么现象?(g取10 m/s2)
(1)明确向心力的来源.
(2)理解离心运动产生的原因.
七、航天器中的完全失重现象
例:如图所示,宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中处于完全失重状态,下列说确的是()
A.宇航员仍受重力的作用
B.宇航员受力平衡
C.宇航员所受重力等于所需的向心力
D.宇航员不受重力的作用
【】AC
1.航天器中物体的向心力
向心力由物体的重力G和航天器的支持力FN提供, 即
2.当航天器的速度
,此时航天器机器内部物体均处于完全失重状态
规律总结:物体处于完全失重状态的特征
1.物体都具有向下的加速度,加速度大小为g.
2.物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力消失,物体间不再相互挤压.
3.物体仍受重力作用,并不是重力消失了.
4.物体的速度不断变化,物体具有加速度,处于非平衡状态.
高中物理 弹力
观察A在B上滑动时的情况进行具体的分析。理解相对运动含义。 1.学生小组讨论后提出问题。并确定探究的方向。线、绳上的力只能沿其缩短的方向,如果木块是挂在绳上,只能受绳向上的弹力
反过来想,挂在线上的木块能不能2.学生获得感性认识,陶冶情。给线向上的力?显然不能,否则绳就松弛弯曲4.学生进行观察,从中发现:物体受到摩擦力的条件,与初中的知识进行比较,归纳出两种不同类型的摩擦力。 1.通过生活中的实际问题,启发学生的想象力,增加学生的学习兴趣。了,谈不上有弹力了。
一道高中物理题引申出对于弹力方向的分析
(2)能应用动量守恒定律解决简单的实际问题。墙对镜框的弹力是垂直于墙面的。
①滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。这个问题涉及到力矩平衡和共点力平衡。
3.学生通过自己的比较探究过程,并分享其他同学的成果,修正自己的不足之处。A选项显然不可以,弹力和拉力都是水平方向,竖直方向只有重力,镜框所售合力不可能为0.
B是可以实现的,既满足共点力平衡,有满足力矩平衡。
C D都不满足力矩平衡。
所以 为B
解析:A、C以绳子与镜框的接触为支点,除支点外,镜框受到重力和墙壁的作用力两个力,相对支点而言,重力和墙壁的作用力的力矩都是逆时针方向,镜框将以支点为轴逆时针转动,不可能平衡.故A错误.
B、以镜框与墙壁接触点为支点,除支点外,镜框受到重力和绳子的拉力,重力力矩是顺时针方向,墙壁的作用力力矩沿逆时针方向,可能平衡.故B正确.
D、以重心为支点,镜框受到墙壁的作用力,其力矩方向沿逆时针方向,则镜框将绕重心逆时针转动.故D错误.
故选B
总结:A中以绳子与镜框的接触为支点、BC中以镜框与墙壁接触点为支点、D以重心为支点,分别分析除支点外受力情况,确定各力的力矩方向,判断能否平衡.镜框受到两个力(除接触点外),这两个力的力矩方向相反才可能平衡.
题运用力矩平衡条件分析生活中的平衡问题,关键是分析受力,确定力矩的方向.
B 因为你给镜子做个受力分析,它有自身的重力和绳子的拉力 而那个拉力点要正好在重力和拉力的中间才行。
高中物理动量守恒定律教案三篇
【提示】【 #教案# 导语】教案是教师为顺利而有效地开展教学活动,根据课程标准,教学大纲和教科书要求及学生的实际情况,以课时或课题为单位,对教学内容、教学步骤、教学方法等进行的具体设计和安排的一种实用性教学文书。 准备了以下内容,供大家参考!
篇一
教学目标:
一、知识目标
1、理解动量守恒定律的确切含义.
2、知道动量守恒定律的适用条件和适用范围.
二、能力目标
1、运用动量定理和牛顿第三定律推导出动量守恒定律.
2、能运用动量守恒定律解释现象.
3、会应用动量守恒定律分析、计算有关问题(只限于一维运动).
三、情感目标
1、培养实事求是的科学态度和严谨的推理方法.
2、使学生知道自然科学规律发现的重大现实意义以及对发展的巨大推动作用.
重点难点:
重点:理解和基本掌握动量守恒定律.
难点:对动量守恒定律条件的掌握.
教学过程:
动量定理研究了一个物体受到力的冲量作用后,动量怎样变化,那么两个或两个以上的物体相互作用时,会出现怎样的总结果?这类问题在我们的日常生活中较为常见,例如,两个紧挨着站在冰面上的同学,不论谁推一下谁,他们都会向相反的方向滑开,两个同学的动量都发生了变化,又如火车编组时车厢的对接,飞船在轨道上与另一航天器对接,这些过程中相互作用的物体的动量都有变化,但它们遵循着一条重要的规律.
(-)系统
为了便于对问题的讨论和分析,我们引入几个概念.
1.系统:存在相互作用的几个物体所组成的整体,称为系统,系统可按解决问题的需要灵活选取.
2.内力:系统内各个物体间的相互作用力称为内力.
3.外力:系统外其他物体作用在系统内任何一个物体上的力,称为外力.
内力和外力的区分依赖于系统的选取,只有在确定了系统后,才能确定内力和外力.
(二)相互作用的两个物体动量变化之间的关系
【演示】如图所示,气垫导轨上的A、B两滑块在P、Q两处,在A、B间压紧一被压缩的弹簧,中间用细线把A、B拴住,M和N为两个可移动的挡板,通过调节M、N的位置,使烧断细线后A、B两滑块同时撞到相应的挡板上,这样就可以用SA和SB分别表示A、B两滑块相互作用后的速度,测出两滑块的质量mA\mB和作用后的位移SA和SB比较mASA和mBSB.
1.实验条件:以A、B为系统,外力很小可忽略不计.
2.实验结论:两物体A、B在不受外力作用的条件下,相互作用过程中动量变化大小相等,方向相反,即△pA=-△pB或△pA+△pB=0
【注意】因为动量的变化是矢量,所以不能把实验结论理解为A、B两物体的动量变化相同.
(三)动量守恒定律
1.表述:一个系统不受外力或受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律.
2.数学表达式:p=p’,对由A、B两物体组成的系统有:mAvA+mBvB=mAvA’+mBvB’
(1)mA、mB分别是A、B两物体的质量,vA、vB、分别是它们相互作用前的速度,vA’、vB’分别是它们相互作用后的速度.
【注意】式中各速度都应相对同一参考系,一般以地面为参考系.
(2)动量守恒定律的表达式是矢量式,解题时选取正方向后用正、负来表示方向,将矢量运算变为代数运算.
3.成立条件
在满足下列条件之一时,系统的动量守恒
(1)不受外力或受外力之和为零,系统的总动量守恒.
(2)系统的内力远大于外力,可忽略外力,系统的总动量守恒.
(3)系统在某一方向上满足上述(1)或(2),则在该方向上系统的总动量守恒.
4.适用范围
动量守恒定律是自然界重要普遍的规律之一,大到星球的宏观系统,小到基本粒子的微观系统,无论系统内各物体之间相互作用是什么力,只要满足上述条件,动量守恒定律都是适用的.
(四)由动量定理和牛顿第三定律可导出动量守恒定律
设两个物体m1和m2发生相互作用,物体1对物体2的作用力是F12,物体2对物体1的作用力是F21,此外两个物体不受其他力作用,在作用时间△Vt内,分别对物体1和2用动量定理得:F21△Vt=△p1;F12△Vt=△p2,由牛顿第三定律得F21=-F12,所以△p1=-△p2,即:
△p=△p1+△p2=0或m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’.
【例1】如图所示,气球与绳梯的质量为M,气球的绳梯上站着一个质量为m的人,整个系统保持静止状态,不计空气阻力,则当人沿绳梯向上爬时,对于人和气球(包括绳梯)这一系统来说动量是否守恒?为什么?
【解析】对于这一系统来说,动量是守恒的,因为当人未沿绳梯向上爬时,系统保持静止状态,说明系统所受的重力(M+m)g跟浮力F平衡,那么系统所受的外力之和为零,当人向上爬时,气球同时会向下运动,人与梯间的相互作用力总是等值反向,系统所受的外力之和始终为零,因此系统的动量是守恒的.
【例2】如图所示是A、B两滑块在碰撞前后的闪光照片部分示意图,图中滑块A的质量为0.14kg,滑块B的质量为0.22kg,所用标尺的小刻度是0.5cm,闪光照相时每秒拍摄10次,试根据图示回答:
(1)作用前后滑块A动量的增量为多少?方向如何?
(2)碰撞前后A和B的总动量是否守恒?
(1)vA=SA/t=0.05/0.1=0.5(m/s);
vA′=SA′/t=-0.005/0.1=-0.05(m/s)
△pA=mAvA’-mAvA=0.14*(-0.05)-0.14*0.5=-0.077(kg·m/s),方向向左.
(2)碰撞前总动量p=pA=mAvA=0.140.5=0.07(kg·m/s)
碰撞后总动量p’=mAvA’+mBvB’
=0.14(-0.06)+0.22(0.035/0.1)=0.07(kg·m/s)
p=p’,碰撞前后A、B的总动量守恒.
【例3】一质量mA=0.2kg,沿光滑水平面以速度vA=5m/s运动的物体,撞上静止于该水平面上质量mB=0.5kg的物体B,在下列两种情况下,撞后两物体的速度分别为多大?
(1)撞后第1s末两物距0.6m.
(2)撞后第1s末两物相距3.4m.
【解析】以A、B两物为一个系统,相互作用中无其他外力,系统的动量守恒.
设撞后A、B两物的速度分别为vA’和vB’,以vA的方向为正方向,则有:
mAvA=mAvA’+mBvB’;
vB’t-vA’t=s
(1)当s=0.6m时,解得vA’=1m/s,vB’=1.6m/s,A、B同方向运动.
(2)当s=3.4m时,解得vA’=-1m/s,vB’=2.4m/s,A、B反方向运动.
【例4】如图所示,A、B、C三木块的质量分别为mA=0.5Kg,mB=0.3Kg,mC=0.2Kg,A和B紧靠着放在光滑的水平面上,C以v0=25m/s的水平初速度沿A的上表面滑行到B的上表面,由于摩擦终与B木块的共同速度为8m/s,求C刚脱离A时,A的速度和C的速度.
【解析】C在A的上表面滑行时,A和B的速度相同,C在B的上表面滑行时,A和B脱离.A做匀速运动,对A、B、C三物组成的系统,总动量守恒.
篇二
一、教材分析
在节课“探究碰撞中的不变量”的基础上总结出动量守恒定律就变得水到渠成。因此本堂课先是在前堂课的基础上由老师介绍物理前辈就是在追寻不变量的努力中,逐渐明确了动量的概念,并经过几代物理学家的探索与争论,总结出动量守恒定律。接下来学习动量守恒的条件,练习应用动量守恒定律解决简单问题。
二、学情分析
学生由于知道机械能守恒定律,很自然本节的学习可以与机械能守恒定律的学习进行类比,通过类比建立起知识的增长点。具体类比定律的内容、适用条件、公式表示、应用目的。
三、教法分析
通过总结前节学习的内容来提高学生的分析与综合能力,通过类比教学来提高学生理解能力。通过练习来提高学生应用理论解决实际问题的能力。整个教学过程要围绕上述能力的提高来进行。
四、教学目标
4.1知识与技能
(1)知道动量守恒定律的内容、适用条件。
4.2过程与方法
在学习的过程中掌握动量守恒定律,在练习的过程中应用动量守恒定律,并掌握解决问题的方法。
4.3情感态度与价值观
体验理论的应用和理论的价值。
五、教学过程设计
[复习与总结]前一节通过同学们从实验数据的处理中得出:两个物体各自的质量与自己速度的乘积之和在碰撞过程中保持不变。今天我还要告诉大家,科学前辈在追寻“不变量”的过程,逐渐意识到物理学中还需要引入一个新的物理量——动量,并定义这个物理量的矢量。
[阅读与学习]学生阅读课本掌握动量的定义。具体有定义文字表述、公式表示、方向定义、单位。
[例题1]一个质量是0.1kg的钢球,以6 m/s 速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动(如图二所示),
求:(1)碰撞前后钢球的动量各是多少?
(2)碰撞前后钢球的动量变化?
分析:动量是矢量,虽然碰撞前后钢球速度的大小没有变化,都是6m/s,但速度的方向变化了,所以动量也发生了变化。为了求得钢球动量的变化量,先要确定碰撞前和碰撞后钢球的动量。碰撞前后钢球是在同一条直线上运动的。选定坐标的方向为矢量正方向。
3.火车转弯时,速度大小变化,轨道受到的侧向压力大小变化吗?解:略
[阅读与学习]学生阅读课本掌握系统、内力和外力概念。
生:两个同学站在冰面上做互推游戏。如果我们要研究互推后两个人的速度大小,可以把两人看成一个系统。两人的相互作用力为内力。两人所受的重力和支持力为外力。
[阅读与学习]学生阅读课本掌握动量守恒定律。
例题2:在列车编组站里,一辆m1=1.8×104kg的货车在平直轨道上以V1=2m/s的速度运动,碰上一辆m2=2.2×104kg的静止的货车,它们碰撞后结合在一起继续运动。求:货车碰撞后运动的速度。
[要求]学生练习后,先做好的学生将解答过程写在黑板上,老师依据学生的解答进行点评。目的让学生学会判断动量守恒定律成立的条件,会利用动量守恒定律列方程,根据计算结果判断运动方向。
例题3:甲、乙两位同学静止在光滑的冰面上,甲推了乙一下,结果两人相反方向滑去。甲推乙前,他们的总动量为零。甲推乙后,他们都有了动量,总动量还等于零吗?已知甲的质量为50kg、乙的质量为45kg,甲的速率与乙的速率之比是多少?
[要求]学生思考后回答问题:因为动量是矢量,正是因为是矢量,两个运动方向相反的人的总动量才能为零。再要求学生列方程求解,并注意矢量的方向。
六、教学反思
因为有前一节课的探究过程和探究结论,在此基础上总结出动量守恒定律,学生很容易接受。课堂中把动量守恒定律与机械能守恒定律进行类比教学收到了很好的效果。对于物理知识的学习应以学生自主学习为主,老师要对学生的学习效果进行有效。动量守恒定律和的简单应用要以学生自主练习为主,老师要对学生的练习结果进行有效点评。
篇三
一.教材的地位和作用
动量守恒定律是自然界中重要,普遍的守恒定律之一,它既适用于宏观物体,也适用于微观粒子;既适用于低速运动物体,也适用于高速运动物体,甚至对力的作用机制尚不清楚的问题中,动量守恒定律也适用。它是除牛顿运动定律与能量观点外,另一种更广泛的解决动力学问题的方法,而且在今后的磁学,电学中也会用到此定律。
二.知识结构
1,动量守恒定律的表述:如果一个系统不受外力,或者所受外力合力为零,这个系统的总动量保持不变。
2,动量守恒的条件:系统不受外力或者所受外力合力为零。
3,实验验证:两个弹性小球的弹性碰撞。设两个小球的质量分别为M1和M2,碰撞前的速度分别为V1和V2,碰撞后的速度分别为V1`和V2`。
由动量守恒有:
M1·V1+M2·V2=M1·V`1+M2·V`2
4,动量守恒定律的适用范围:小到微观粒子,大到天体,无论是什么性质的相互作用力,即使对相互作用情况还了解得不大清楚,动量守恒定律都是适用的。
5,灵活运用动量守恒定律和注意事项:动量守恒定律具有普适性。当系统受到的合外力不为零,但是在某一方向上的合外力为零,那么在该方向上可以运用动量守恒定律。在运用动量守恒定律之前应严格检验是否符合动量守恒定律的条件。
三.教学重点和难点
四.教学目标
1,知识与技能
(1)理解动量守恒定律的确切含义和表达式;
(2)能用动量定理和牛顿第三定律推导出动量守恒定律;
(3)知道动量守恒定律的适用条件和适用范围;
2,过程与方法
(1)会用动量守恒定律解释现象;
(2)会应用动量守恒定律分析求解运动问题。
3,情感、态度、价值观
(1)通过动量守恒定律的推导,培养实事求是的科学态度和严谨的推理方法;
(3)通过实验现象的准确观察、深入思考、抓主要矛盾,抽象概括,形成规律。反过来利用规律指导实践,发现新的规律。理论与实践相辅相成,在掌握客观规律的基础上逐步认识自然、改造自然。
五.学生分析
在学习动量守恒定律之前,同学们已经学习了动量定理和牛顿运动定律,具有了一定的基础,重要的是推导动量守恒定律的数学表达式。
六.教学设计(两课时)
1.导入新课
首先,请学生回顾动量及动量定理:P=MV;Ft=P1-P0=△P
(1)请两个同学穿上旱冰鞋,靠近站在教室前边,让学生甲推乙学生一下,学生观察现象。
(2)学生讨论发生的现象。
2.新课教学
(1)实验、观察,初步得到两辆小车在相互作用前后,动量变化之间的关系
a,用多媒体课件:介绍实验装置。
把两个质量相等的小车静止地放在光滑的水平木板上,它们之间装有弹簧,并用细线把它们拴在一起。
b,用CAI课件模拟实验的做法:
实验一:次用质量相等的两辆小车,剪断细线,观察两辆小车到达挡板的先后。
实验二:在其中的一辆小车上加砝码,使其质量变为原来的2倍,重做上述实验并注意观察小车到达两块木挡板的先后。
c,学生在气垫导轨上分组实验并观察;
d,实验完毕后各组汇报实验现象;
e,教师针对实验现象出示分析思考题:
①两小车在细线未被剪断前各自动量为多大?总动量是多大?
②剪断细线后,在弹力作用下,两小车被弹出,弹出后两小车分别做什么运动?
③据两小车所做的运动,分析小球运动的距离、时间,得到它们的速度有什么关系?
⑤比较弹开前和弹出后的总动量,你得到什么结论?
f,学生讨论后,回答上述问题。
(2)动量守恒定律的推导
a,用多媒体展示下列物理情景:
在光滑水平面上做匀速运动的两个小球,质量分别是M1和M2,沿着同一直线向相同的方向运动,速度分别是v1和v2,且v1>v2,经过一段时间后,m2追上了m1,两球发生碰撞,碰撞后的速度分别是V`1和V`2,根据动量守恒定理列出表达式,并板书。
(3)动量守恒定律的条件和内容:
a,学生结合实验和推导实例中的条件初步分析得到动量守恒定律的条件。
b.学生阅读课文,总结得到动量守恒定律:
一个系统不受外力或者所受外力之和为0,这个系统的总动量保持不变,这个结论叫动量守恒定律。
c,教师板书动量守恒定律的表达式,并叙述各个字母表示的物理量。
(4)动量守恒定律的适用范围
a,学生阅读课文有关的内容。
b,学生总结动量守恒定律的适用范围【】90 km/h汽车做离心运动或出现翻车。
c,教师归纳:小到微观粒子,大到天体,无论是什么性质的相互作用力,即使对相互作用情况还了解得不大清楚,动量守恒定律都是适用的。
(5)安排课堂练习题,分组展示。
(6)课堂小结:
a,动量守恒定律研究的是相互作用的物体组成的系统;
b,在理想状态下即始终满足守恒条件时,系统“总动量保持不变”不仅是指系统初末两个状态的总动量相等,而是整个过程中任意两个时刻总动量都相等,但是、决不能认为系统内的每一个物体的总动量保持不变;
c,动量守恒的条件是:不受外力或所受外力之和为0;
d,动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一,不仅适用于宏观物体的低速运动,对微观现象和高速运动同样适用。
(7)安排课后练习题。
七.教案设计反思和课后反思
教案设计反思:《动量守恒定律》是人教版高中物理选修3-5中重要的一节,学生在学习这一节时有一定难度,特别是判断是否满足动量守恒。要想学习好这一节就需要知道动量守恒定律的推导过程以及推导方法。在学习了动量守恒之后就需要学会判断动量是否守恒,这就是动量守恒的条件。高考物理选修3—5中的第二小题就是与动量守恒有关的计算,属于物理选修3—5中的必考内容。在教案的设计中,重点放在了动量守恒的推导和动量守恒的条件上。在练习题中着重练习动量守恒的条件。
课后反思:
临漳柳园中学物理陈义强
高中物理弹力知识点
①小球运动到点时受杆(或轨道)的弹力和向下的重力作用,由这两个力的合力充当向心力.若弹力向上:认识形变
随v的增大,FN减小.当1.物体形状回体积发生变化简称形变。
动量定理研究了一个物体受力一段时间后,它的动量怎样变化。那么物体相互作用,又会怎样呢?2.分类:按形式分:压缩形变、拉伸形变、弯曲形变、扭曲形变。
按效果分:弹性形变、塑性形变
3.弹力有无的判断:1)定义法(产生条件)
2)搬移法:设其中某一个弹力不存在,然后分析其状态是否有变化。
3)设法:设其中某一个弹力存在,然后分析其状态是否有变化。
1.物体具有恢复原状的性质称为弹性。
2.撤去外力后,物体能完全恢复原状的形变,称为弹性形变。
3.如果外力过大,撤去外力后,物体的形状不能完全恢复,这种现象为超过了物体的弹性限度,发生了塑性形变。
探究弹力
1.产生形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力。
2.弹力方向垂直于两物体的接触面,与引起形变的外力方向相反,与恢复方向相同。
绳力沿绳的收缩方向;铰链弹力沿杆方向;硬杆弹力可不沿杆方向。
弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。
3.在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长或缩短量x成正比,即胡克定律。
F=kx
4.上式的k称为弹簧的劲度系数(倔强系数),反映了弹簧发生形变的难易程度。
5.弹簧的串、并联:串联:1/k=1/k1+1/k2并联:k=k1+k2
如何学好物理
1上课专心听讲
上课要认真听讲,不要以为老师讲得简单而放弃听讲,如果真出现这种情况可以当成是复习、巩固。尽量与老师保持一致、同步,不同看法下课后再找老师讨论。做好笔记为辅,好的解题方法,好的例题,听不太懂的地方等等都要记下来。课后还要整理笔记,一方面是为了“消化好”,另一方面还要对笔记作好补充。
2自觉复习
要地(指不依赖他人),保质保量地做一些题。题目要有一定的数量,更要有一定的质量,就是说要有一定的难度。此外学习资料要保存好,作好分类工作,还要作好记号。学习资料的分类包括练习题、试卷、实验报告等等。要想对于物理的过程中,要清楚的,不管是理论,还是实践,我们都要先把图画出来,还有在学习的时候,我们都要专心的听讲,在上课的时候不走神,还有不要自以为是,要不断的学习,向老师和同学问一下,还有这样的话我们要多练习,这样的话就能好好的把物理学下去,在学习的时候多练习。
3重视实验、勇于探究
物理是一门以实验为基础的一门科学。物理的规律、原理都是通过物理实验现象或数据分析,总结或推理出来的。我们教材中就有大量的物理实验要求同学们去做,去探究。只有同学们敢于实验,敢于实践,敢于动手,才能把物理真正学好。
电场知识点
1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍
2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),
r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}
3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的'电量(C)}
4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}
5.匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}
6.电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}
7.电势与电势:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),
UAB:电场中A、B两点间的电势(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}
9.电势能:EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}
10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA {带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的值}
轻杆对小球的弹力方向如何确定?高中物理
在同学回答的基础上归纳出:一般静摩擦力的大小没有一个确定的值,类似上述情况,当物块不动处于平衡状态时,静摩擦力的大小随拉力大小的变化而变化,总是等于拉力的大小。静摩擦力的方向,总是沿接触面切线方向;跟拉力的方向相反,或者说跟物体间相对滑动趋势方向相反。轻杆对小球的弹力方向确定方法:
明确:在一般情况下,如果两个相接触的物体之间存在着静摩擦力的作用,则并不一定处于静摩擦状态,静摩擦力等于使物体将要开始运动所需的小推力。1、轻杆和小球组成的系统处于静止状态或匀速直线运动状态,F=G,方向竖直向上。
【审题指导】2、轻杆和小球组成的系统在水平面做匀变速直线运动状态,tanθ=ma/mg=a/g θ 弹力和竖直方向的夹角。
一个高一物理题 弹力方面的。我是高一新生,有很多地方不懂,麻烦写出详细步骤, O(∩_∩)O谢谢
①对物体受力分析,求出合力根据公式 (合外力为恒力)这种题主要从弹簧伸长角度考虑。
由分析可知速度图像如图没有向上的力作用在m1上时.把(三)情感态度与价值观m1和m2看作一个整体,这个整体有向下的重力(m1+m2)g,平衡它的是弹簧的弹力F1=(m1+m2)g.这时弹簧形变△x=(m1+m2)g/k2.当m1刚好离开上面弹簧时,拉力与重力应该为一对平衡力.这时m1对下面m2没有作用力.(可以看作m1已经被提开),这时下面弹簧的弹力F2=m2g.这时弹簧形变为△x=m2g/k2在整个过程中下面木块移动距离就应该是两次形变的.即x=m1g/k2. 同理,可得上面木块移动的距离为m1g/k1+m1g/k2(即两个弹簧伸长量之和).
初状态:对m1 m2整体,(m1+m2)g=k2△L1
提起m1后,对m2: m2g=k2△L2
高中物理摩擦力教案大全
弹性与弹性限度物理学是研究物质运动一般规律和物质基本结构的学科。接下来是我为大家整理的高中物理摩擦力教案大全,希望大家喜欢!
向心力是根据力的效果来命名的,凡是产生向心加速度的力,不管属于哪种性质,都是向心力.高中物理摩擦力教案大全一
情景二:在上述背景之下,小明尝试推动箱子,发现箱子不容易推动。【教学设计思想】
在课堂上创设生活情景,引出生活难题,学生思考,尝试去解决问题,使学生对本节课产生极大的兴趣,
【教材分析】
教材出处:鲁科版《高中物理》必修一第四章第三节
本节课也是一节科学探究课,教材从生活中的摩擦现象引入,以探究静摩擦力和滑动摩擦力与哪些因素有关为主线,安排了学生猜想、设计实验、实验探究、合作交流等教学过程,让学生经历探讨两种摩擦力与接触面粗糙程度、压力关系的过程。很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成与发展过程中,主动获取知识的精神。同时,本节课的内容与学生的实际生活联系十分密切,教材的编写突出了这一点。在通过实验得出摩擦力的有关知识后,注重学生运用所学的知识去分析解释大量生活生产中的摩擦现象,并能运用这些知识解决实际生活中遇到的问题。
【学情分析】
学习者是高中一年级学生,目前还没有学习力的合成与分解相关知识,只是在初中阶段简单的了解了一下摩擦力的性质。所以在讲述新课的时候要充分考虑学生的接受能力,要让他们在已掌握知识的基础上逐渐学习新课程,避免跨越式教学。
一、教学目标
(一)知识与技能
1.认识静摩擦、滑动摩擦力,和它们的产生条件及其作用效果,会判断它们的方向。
2.根据物体的平衡条件简单地计算静摩擦力的大小。
3.能运用滑动摩擦力公式来计算滑动摩擦力
(二)过程与 方法
1.培养学生利用物理语言分析、思考、描述摩擦力概念和规律的能力。
2.培养学生的实验探究能力。
3.让学生参与和亲身体会在实验中控制变量和实验条件。
1.利用演示实验和学生参与实验激发学生学习兴趣。
2.培养学生实践——认识(规律)——实践(解决实际问题)的思想。
二、重点与难点:
重点:1.静摩擦力产生的条件及规律以及静摩擦力方向的判断。
2.正确理解静摩擦力的概念。
3.滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断。
难点:1.静摩擦力有无的判断和静摩擦力方向的判断。
2.静摩擦力大小的简单计算。
三、 教学方法
分析归纳、实验探究、体会参与、练习巩固
四、教具准备
木板、弹簧秤、物块、毛巾、泡沫板
五、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计说明 展示引出问题导入课题 展示两组,引出摩擦力课题。
一:带花纹的轮胎和鞋子。
问题:轮胎表面和鞋子底部的花纹有什么作用?
二:身体表面光滑的鱼。
问题:鱼类身体表面分泌的粘液对自身有什么作用?
学生认真观察,并思考老师提出的问题。
3.能初步明确课堂所要研究的任务。 1.利用生活实例来激发学生的学习兴趣。
2.激发学生学习的欲望和好奇心。培养学生发现问题的能力,体现从生活走向物理的教学观念。 设置情景
认识不同
类型的摩
擦力 情景一:小明同学需将一个很重的箱子从A处搬到B处,经尝试,小明很难直接搬动它。(要求:小明独自完成任务,使用力气少。)
问题一:小明该如何去做?
问题二:小明怎样改进方案,能让箱子更容易推动?
情景三:发现浇油不环保,也很浪费。
问题三:能否有更轻松的办法?
老师对上述三个场景对应提出的三个解决方案进行小结,对学生丰富的 想象力 做出肯定,并同时介绍学生,解决方案中涉及的三种摩擦力分别是:静摩擦力、滑动摩擦力、滚动摩擦力。 1.请学生阐述自己的观点,并提出自己的解决方案。
学生回答问题三个问题:
回答问题一:推箱子。
回答问题二:给地面浇油。
回答问题三:给箱子底部放木棒。
3.学生跟随老师的分析,深刻思考, 总结 规律。
2.使学生 发散思维 ,不再只受物理条条框框的公式限制,尽可能的发散思维,考虑解决方案,自己引出三种常见的摩擦力。
3.让学生从课堂走向生活。
4.以师生互动的方式培养学生的观察能力和语言表达能力。用学生对实例分析,让学生初步了解摩擦力,为下面的探究打基础。
探究滑动摩擦力
1.定义:当一个物体在另一个物体表面上相对另一物体滑动时,会受到另一物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
2.产生的条件:
a.直接接触
b.接触面粗糙
c.两物体间有弹力
d.有相对运动
扩充:探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关呢?
通过实验让学生体会到不同物体间滑动摩擦力的大小会有所不同,进行思考:滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关呢?
A.与接触面的粗糙程度有关
B.跟物体间的压力(正压力)有关
C.跟物体接触面积的大小有关
根据以上几条猜测,设计实验去进行验证探索。(利用控制变量法来进行探究)
压力FN
摩擦力Ff
作出FN——Ff图象,寻找其中规律。对实验过程和结论进行评估和交流。
3.大小:滑动摩擦力的大小与正压力成正比,其比例系数由接触面的材料决定,称之为动摩擦因数(μ)即: F=μFN
“μ”跟相互接触的两个物体的材料有关,还跟接触面的粗糙程度有关,没有单位。
4.方向:滑动摩擦力的方向总跟接触 面相 切,跟物体的相对运动的方向相反。
“相反”是指相对接触的物体,而不能相对别的物体。
所谓“相对运动”,指的是两个物体分别以对方为参照物所表现出来的运动,而不是相对地面或其他物体的运动。
2.学生进行对比学习,得出滑动摩擦力的特点。
4.学生对成果进行分析论证,得出它们的特点。
5.就此结论进行实验探究。
6.鼓励学生在学习完静摩擦力的基础上提出问题,进行更深层探究。
7.师生一起对问题进行初步的评价和筛选,确定合理的问题进行探究,并就此进行猜想和设,设计出实验方案并进行实验探究。
8.学生进行实验时进行个别指导,使得后进生能完成实验进展。
9.分析论证后形成结论:
②滑动摩擦力大小与(正压力)成正比。
10.学生就实验结论进行分析、深层拓展,达到。 1.培养学生在观察物理现象或物理学习过程中发现问题,有初步提出问题的能力和胆量。
2.学习拟定简单的科学研究的和实验方案。完成对知识的初步探究和理解过程。
3.鼓励学生从物理现象和实验中归纳科学规律,并能书面或口头表达自己的观点,使学生认识到实验、分析,论证在科学探究中的重要性。
4.培养合作的精神,敢于提出与别人不同的见解,勇于放弃或修正自己的错误观点,既坚持原则,又尊重他人。
5.培养学生对科学的求知欲,使学生乐于探索日常生活中的物理学道理,勇于探究日常用品中的物理学原理。
6.具体问题的分析过程,让学生能从中了解到解决问题的规范和过程的重要性,养成良好习惯。
反馈练习
例题:在东北的冬季伐 木工 作中,伐下的木料常装在雪撬上,马拉着雪撬在冰道上滑行,将木料运出。一个有钢制滑板的雪撬,连同木料的总重量为4.9×104N。在水平的冰道上,马要在水平方向用多大的力,才能够拉着雪撬匀速前进?(已知钢与冰之间的μ=0.02) 学生运用滑动摩擦力计算公式F=μF来解答问题。
通过例题,使学生深刻理解和熟练运动滑动摩擦力计算公式
高中物理摩擦力教案大全二
一、教学目标
1.在物理知识方面要求:
(1)知道摩擦力产生的条件。
(2)能在简单问题中,根据物体的运动状态,判断静摩擦力的有无、大小和方向;知道存在着静摩擦力。
(3)掌握动摩擦因数,会在具体问题中计算滑动摩擦力,掌握判定摩擦力方向的方法。
(4)知道影响动摩擦因数的因素。
2.通过观察演示实验,概括出摩擦力产生的条件及摩擦力的特点,培养学生的观察、概括能力。通过静摩擦力与滑动摩擦力的区别对比,培养学生分析综合能力。
3.渗透物理学方法的 教育 。在分析物体所受摩擦力时,突出主要矛盾,忽略次要因素及无关因素,总结出摩擦力产生的条件和规律。
二、重点、难点分析
1.本节课的内容分滑动摩擦力和静摩擦力两部分。重点是摩擦力产生的条件、特性和规律,通过演示实验得出关系f=μN。
2.难点是学生有初中的知识,往往误认为压力N的大小总是跟滑动物体所受的重力相等,因此必须指出只有当两物体的接触面垂直,物体在水平拉力作用下,沿水平面滑动时,压力N的大小才跟物体所受的重力相等。
3.在教学中要强调摩擦力有阻碍相对运动和相对运动趋势的性质。
三、教具
1.演示教具
带有定滑轮的平板一块、带线绳的大木块、小木块、玻璃、毛巾、测力计、砝码。
2.学生实验材料
每两位学生一组:物块一块、测力计一只。
3.投影仪、投影片。
四、主要教学过程
(一)引入新课
力学中常见的三种力是重力、弹力、摩擦力。对于每一种力我们都要掌握它产生的条件,会计算力的大小,能判断力的方向。在前面我们已经学过了两种力:重力和弹力。今天我们学习第三种力——摩擦力。在这三种力中摩擦力较难掌握。
(二)教学过程设计
1.静摩擦力
演示实验:
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当定滑轮的绳子下端悬挂50g砝码时,物块保持静止状态。
提出问题:物块静止,它受板的静摩擦力多大?方向如何?你是根据什么原理判断的?
当悬挂的砝码增加到100g时,物块仍保持静止状态。
提出问题:物块此时所受的静摩擦力的大小、方向如何变化?设想一下,如果将砝码B摘去,静摩擦力又将如何变化?
提出问题:当悬挂在绳子下端的砝码为150g时,物块才刚开始相对于桌面板滑动,这时物块所受的静摩擦力叫什么?它的大小和方向呢?
教师讲解:静摩擦力增大到某数值后就不再增大了,这时静摩擦力达到值,叫做静摩擦力,用fm表示。静摩擦力的方向,也总是沿接触面切线方向,跟使物体起动的外力方向相反,或者说跟物体间相对运动趋势相反。
2.滑动摩擦力
边演示边提问:一旦物块滑动后,我们只要挂130g砝码,就能使物块维持匀速运动。这时两物体之间的滑动摩擦力为多大?方向如何?
再做演示实验,在刚才的大木块上再放一块小木块,发现要挂140g的砝码,才能使物块维持匀速运动。这又说明滑动摩擦力的变化遵循什么规律?
教师讲解:这说明了滑动摩擦力的大小跟两物体间的正压力N成正比。
演示实验,将木块依次放在玻璃上,木板上和毛巾上,用测力计拉木块,使木块匀速运动,观察测力计的示数,发现三种情况下,测力计示数由小到大,说明物体接触面越粗糙,摩擦力越大。
结论:滑动摩擦力的大小与摩擦面的材料和光滑程度有关,与相互之间的压力(弹力)成正比,可以写为f=μN
μ是动摩擦因数,因摩擦面的材料和光滑程度决定。动摩擦因数是无单位的,它表示摩擦力跟正压力之比。
滑动摩擦力的方向,总是沿接触面切线方向,且跟物体的相对滑动方向相反。
3.学生分组实验
教师指导一组学生实验,其他各组同时作:用测力计沿水平方向拉住物块,开始用较小的力拉,记下测力计读数;慢慢增加拉力,再记下测力计读数;继续增加拉力,使物块刚好开始滑动,记下测力计读数;然后保持物块匀速运动,记下测力计读数。
用投影仪打出投影片,让学生填下表:
数据测力计读数拉力方向摩擦力的大小摩擦力方向
高中物理摩擦力教案大全三
教学分析
教材分析:本节内容是在初中摩擦力基础上的延伸和拓展。摩擦力与弹力地位等同。本节知识是本章教学的重点,同时也是教学的难点,故应对该节内容的教学引起高度的重视。本节教材从对学生的认知规律和实验现象发生的先后顺序考虑出发,从静摩擦力入手,然后介绍滑动摩擦力。本节课的重点是通过实验认识摩擦力的规律,使学生认识静摩擦力,静摩擦力和滑动摩擦力。
学情分析:由于摩擦力问题的复杂性,且在具体问题中表现出“动中有静,静中有动”,尤其静摩擦力在许多情形下似乎又是“若有若无”,使得学生在学习过程中难以理解。因此教师要高度重视,在生活 经验 和课堂实验的双重下,让学生真正理解并掌握摩擦力的规律。
教学目标:
知识与技能:
通过实验认识静摩擦力的规律,知道静摩擦力;
知道滑动摩擦力概念及产生的条件,会判断滑动摩擦力的方向
掌握滑动摩擦力的计算公式 。
过程与方法:
会利用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向;
会运用公式计算滑动摩擦力的大小;
知道生产和生活中增大摩擦和减小摩擦的实例
情感、态度与价值观:
通过本节课的学习,有将物理知识应用于生产和生活的意识。
重点、难点分析:
重点:
认识静摩擦力,知道静摩擦力;
掌握滑动摩擦力的公式。
难点:
理解静摩擦力,静摩擦力和滑动摩擦力;
利用二力平衡判断静摩擦力的大小和方向;
利用滑动摩擦力的概念及产生条件,判断滑动摩擦力的方向。
教学策略分析
教学方法设计
首先通过列举生活中的摩擦力现象让同学们思考讨论,引出摩擦力。接着通过实验演示或学生实验认识滑动摩擦力、静摩擦力以及静摩擦力的关系,在实验探究的基础上得出滑动摩擦力的公式。
教学方式与手段
教学方式:多媒体展示,教师现场实验,学生自己实验
教学手段:本节课以多媒体手段展示生活中与摩擦力有关的物理情境,引出摩擦力。再通过课堂小实验让学生探究摩擦力产生的条件和规律。培养学生的主动思考能力,动手实践能力。
教学流程图
教学过程
教师活动 学生活动 一、引入新课
1.创设情景,引入新课
让同学们根据初中学过的知识列举花样溜冰比赛,人推桌子,下雪天在地上铺炭灰等与摩擦力有关的场景,展示生活中摩擦力处处存在。
2.本章知识介绍
在初中时已经学过,俩个相互接触的物体发生相对运动或具有相对的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力——摩擦力。在本节课,将进一步探讨几种具体的摩擦力分类,包括静摩擦力,滑动摩擦力。在静摩擦力中将着重点出静摩擦力。了解摩擦力产生的条件、方向和大小。
二、新课教学
1.静摩擦力
实验:把毛刷放在桌面上,用力拉毛刷的把手,使毛刷上部稍稍移动一些,刷毛的下部由于受到桌面的摩擦仍静止,使得刷毛发生了弯曲。这表明刷毛和与桌面之间有摩擦力的作用。让同学们观察并指出此时毛刷和桌面分别受到的摩擦力的特点和方向。
在上实验的基础上让学生分析教科书中小孩推木箱的实例,得出结论。
引入静摩擦力:俩个物体之间只有相对运动的趋势而没有相对运动所产生的摩擦力叫做静摩擦力。
静摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向相反。
思考:什么叫有相对运动趋势?
考虑瓶子瓶口竖直朝上被手握在空中静止,由平衡条件比较容易判断瓶子受到的静摩擦力和瓶子的重力是一对平衡力,瓶子的静摩擦力方向向上。但瓶子相对手的接触面有向下滑动的趋势。设接触面光滑,瓶子一定会向下滑落,这个“向下滑落”的方向就是瓶子相对接触面的相对运动趋势的方向,而静摩擦力与这个相对运动趋势的方向相反。
2. 静摩擦力的大小
实验:1.如图所示,在托盘里放一定质量的砝码,木盒子静止。逐渐增加砝码的个数,物体仍静止。根据二力平衡分析木盒子受到的静摩擦力大小和方向。
SHAPE MERGEFORMAT
2.在水平桌面上分别铺上粗糙程度各不相同的毛巾、棉布、木板,重复上述实验,当物体仍静止在桌面上时,分析此时木盒子所受静摩擦力大小,并与上实验对比。
3.在木盒子里逐渐添加砝码,重复个实验,分析此时木匣子所受摩擦力。与其他俩实验对比。
4.观察:当托盘中的砝码增加到某一重量时,木盒子将开始运动,此时木盒子所受摩擦力达到静摩擦力。
小结:物体受到的静摩擦力与绳子对物体的拉力大小相等,方向与物体所受拉力的方向相反。物体所受的静摩擦力大小与跟它相平衡的力有关,静摩擦力随平衡力的增大而增大。
3.滑动摩擦力
举例生活中的滑动摩擦力,让学生感受到它的无处不在。
定义:当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
探究对比物体的静摩擦力、静摩擦力和滑动摩擦力的大小。
实验:在较光滑的桌面上放一木板,上面放一质量较大的木块(如下图)。开始时,在木板与木块接触的外侧面作俩个对顶的三角形的记号。当用手沿如图中箭头所指方向缓缓地拉木板时,可以看到木块随木板一起移动,弹簧测力计的示数逐渐增大,但俩个三角形记号的相对位置却没有变化,知道弹簧测力计的示数增大到某一数值后,才看到俩个三角形记号相对位置发生变化。继续拉木板,观察弹簧测力计示数。在木块相对木板静止不动时,弹簧测力计示数等于木块受到静摩擦力的大小。 SHAPE MERGEFORMAT
观察并记录下木块从跟木板一起移动到滑动时的弹簧测力计示数变化。之后教师通过多媒体放大演示教科书中的实验3.3-2,让学生分析讨论物体静摩擦力、静摩擦力和滑动摩擦力的大小。
通过演示教科书实验3.3-2,结合学生讨论后得出的结论,继续启发学生猜想影响滑动摩擦力的因素都有哪些,并让学生积极回答。
探究影响滑动摩擦力的因素。
实验:学生分组进行实验。如下图所示,水平拉动木块下面的木板2,此时弹簧测力计的读数就是木块1受到的摩擦力。
该实验在作时木板2的运动不要求匀速,但开始启动时要缓慢一些,木块与木板之间从相对静止到相对滑动的过程中弹簧测力计的指针会晃动。用毛巾铺在木板2的上面,重复上述实验步骤;保持木块与接触面的情况不变,在木块上面放一重物,再对比实验。并据此寻找静摩擦力与滑动摩擦力大小的关系,探究滑动摩擦力与哪些因素有关。学生探究后,请学生汇报探究结果。
SHAPE MERGEFORMAT
此实验采取边实验边教学的方法,在教学提纲和教师的下,学生寻找。给学生每2人一组准备好随堂实验器材。
实验表明:滑动摩擦力的大小跟压力成正比,也就是跟俩个物体表面间的垂直作用力成正比。如果用 表示滑动摩擦力的大小,用 表示压力的大小,则有: 。其中 是比例常数(无单位),叫做动摩擦因数。
思考:
解释实验现象:为什么木块与木板之间从相对静止到相对滑动的过程中弹簧测力计的指针会晃动?
公式中的压力大小与重力大小有直接关系吗?
的数值与什么有关?(与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关,没有单位)
课下思考并探究:滑动摩擦力大小为何与接触面积、运动方向无关。
4.总结摩擦力产生的条件:
相互接触并且相互挤压,即彼此之间有压力;
有相对滑动或相对滑动趋势;
接触面不光滑。
5.课堂拓展:简要介绍滚动摩擦力
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